Cu@PtCu催化薄膜的构筑及氧还原催化性能研究

采用喷涂或转印方法制备的质子交换膜燃料电池催化层存在活性不均匀或活性位点易失效的问题。本研究用静电纺丝法制备高导电性的柔性碳纳米纤维薄膜,然后将析氢电位较高的Cu以脉冲电沉积的方式均匀沉积到纤维膜上,制备出Cu纳米晶/碳纳米纤维膜,最后通过原位置换还原,合成Cu@PtCu/碳纳米纤维(Cu@PtCu/CNF)催化薄膜。Cu@PtCu/CNF催化薄膜解决了催化层活性不均的问题,且可以直接作为催化层使用。采用SEM、XRD、XPS等对其形貌、结构进行了表征。电化学测试结果表明,在pH=4、氯铂酸浓度为0.25 mg·mL^(-1)时获得的Cu@PtCu/CNF催化薄膜,其面积比活性为49 m^(2)·g^(-1)。在5 000个循环的稳定性测试后,电化学活性比表面积保持74%,半波电位下降了9 mV,均优于商业Pt/C催化剂。

光催化薄膜的亲水性及其应用

玻璃表面的雾化及建筑物表面的污染严重影响人们日常生活及工业。传统方法通常借助外力解决表面雾化及污染问题,如人工清洗,不仅维护成本高,而且施工难度大。光催化亲水薄膜作为一种具有特殊润湿性的表面,可高效持久地实现基底表面的防雾和自清洁功能。近年来,光催化薄膜防雾和自清洁性能的研究不断涌现,但相关的针对性综述却很少。本文详细阐述了光催化薄膜的亲水原理及亲水性评价方法,重点介绍了亲水性的改善方法,并对缺乏研究的亲水性与光催化分解有机污染物活性关系进行了简要概述,总结了国内外光催化薄膜亲水性的应用现状,分析了其存在问题及发展方向,旨在为光催化薄膜亲水性的研究及其应用起到一定的指导作用。

分子自组装制备的掺杂WO_3的TiO_2光催化薄膜的表征(英文)

利用分子自组装技术在载波片上制备了锐钛相TiO2及WO3掺杂的TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计对薄膜进行了表征。利用对罗丹明B的降解评价了所制备薄膜的光催化活性。结果表明:当W/Ti=2at%时,TiO2薄膜的光催化活性得到提高。

纳米二氧化钛光催化薄膜的研制

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了二氧化钛光催化薄膜,利用原子力显微镜(AFM)对薄膜表面结构进行观测.薄膜中二氧化钛粒子以纳米级分布,薄膜均匀、连续无龟裂.分别测试了纳米二氧化钛薄膜和普通二氧化钛颗粒在紫外灯照射下对CHCl3的催化降解速率.实验分析结果表明具有表面效应,量子尺寸效应的纳米二氧化钛薄膜有着更高的光催化活性和降解速率.

[例55]光催化薄膜纳米材料在空气净化中的应用

光催化现象自1972年由日本东京大学发现以来，在光解水制氢气、空气净化、水体净化、杀菌消毒以及肿瘤治疗等较多领域表现出极大的应用前景。光催化主要利用光照条件下光催化剂表面产生的电子一空穴及其产生的一系列活性物种的超强氧化还原能力，可以无选择性地降解或消灭空气中的有毒气体和细菌病毒。光催化氧化还原过程中，其主要产物为CO2、N2以及其它无毒无机物，净化效果彻底，不存在二次污染，且无额外耗能或耗能很少。

Al_2O_3/TiO_2复合光催化薄膜的制备、表征及性能研究

近年来,二氧化钛光催化技术正成为光化学、能源、环境以及材料等领域的研究热点。作为一种新型的环境净化材料,TiO_2光催化剂可广泛应用于污水处理、空气净化、抗菌除臭、表面防污、自清洁等方面,目前,TiO_2光催化剂的固定化及其光催化活性的改善是 TiO_2光催化材料设计、开发和应用中急需解决的问题。本文利用阳极氧化和电沉积技术,在铝合金表面成功地制备出具有较好光催化活性的 Al_2O_3/TiO_2复合薄膜。系统研究了复合薄膜的制备工艺;表征了复合薄膜的形貌、结构、成分以及光谱特性;详细分析了复合薄膜的光催化性能,并对这种特殊的复合薄膜形成机理进行了探讨。研究结果表明:电沉积液温度在薄膜制备过程中是最重要的影响因素,合理地控制沉积过程中的工艺参数可得到具有最佳表面质量和光催化性能的 Al_2O_3/TiO_2复合薄膜,H_2SO_4-Al_2O_3/TiO_2复合薄膜经热处理,表面有锐钛矿结构 TiO_2生成,TiO_2的晶粒尺寸在纳米量级;TiO_2在加热过程中主要发生表面吸附水和吸附有机物的脱附、结晶水的失去及非晶相的晶化三种变化,且 TiO_2由无定形结构向锐钛矿晶体结构转变的温度为425℃左右;三种类型 Al_2O_3/TiO_2复合薄膜的表面形貌存在较大差异,这主要归因于三种铝阳极氧化膜的膜厚及表面微孔结构的不同;三种类型的复合薄膜均具有紫外光光催化活性;通过 Fe 离子掺杂改性以及萘酚蓝黑染料敏化处理后,复合薄膜的光催化性能可得到明显地改善;由薄膜形成机理的分析可知,TiO_2主要通过交流电沉积过程中的阴极反应沉积于铝阳极氧化膜微孔处和表面上。

纳米晶二氧化钛光催化薄膜的制备技术及表征

论述了纳米TiO2的光催化原理以及影响其光催化活性的主要因素;综述了近年来二氧化钛纳米晶光催化薄膜的制备技术和表征方法的研究成果,并对二氧化钛纳米晶光催化薄膜技术的发展方向进行了展望。

包埋Ru(bpy)_3Cl_2的非线性光催化薄膜的制备和表征

采用溶胶 -凝胶法在正硅酸乙酯水解的溶液中加入Ru(bpy)3Cl2 ,在非常温和的条件下制备出具有多孔结构的薄膜.并利用FTIR,AFM,N2 吸附等测试手段对其进行了表征,验证了Ru(bpy)3Cl2 在Belousov Zhabotinsky反应中的光催化活性.结果表明Ru(bpy)3Cl2 被包埋在多孔结构中。

包埋Ru(bpy)_3Cl_2非线性光催化薄膜在图像处理中的应用

用sol gel法以正硅酸乙酯、乙醇和蒸馏水为原料 ,以盐酸为催化剂 ,包埋三联吡啶钌 [Ru(bpy) 3 Cl2 ]制备催化Belousov Zhabotinsky (BZ)反应的非线性光催化薄膜 ,并利用紫外分光光度法测定了在薄膜中Ru(bpy) 3 Cl2 的包埋量 .通过投影图像的方法光激发BZ反应 ,在包埋Ru(bpy) 3 Cl2 的薄膜上产生化学波图像 .在薄膜中演化形成的图像具有相当高的图像清晰度 .在图像的演化过程中 ,具有图像反转、边界增强、图像分割等图像处理能力 。

反应压强变化对Fe:NiO_x阳极催化薄膜性质的影响

采用磁控溅射法在镍衬底上制备了不同性质的Fe:NiOx薄膜,通过改变反应压强,发现薄膜的催化活性随着压强的增大而提高.进一步利用EDX、XRD、XPS、SEM等分析发现,薄膜的有效表面积、结晶度以及样品中Ni3+的含量都对样品的催化活性有影响.另外对薄膜的透过特性也进行了研究,发现当膜厚超过1000nm后,对波长小于500nm的可见光几乎全部吸收,表现出了很差的透光特性.

浅谈光催化薄膜在环境中的应用及存在问题

介绍光催化薄膜在环境应用现状,分析其目前存在的问题,并针对存在问题提出了几点建议。

纳米TiO_2催化薄膜的制备

由于Ti O2催化薄膜能有效提高其光催化反应性能,故此文对比了单层、双层和三层纳米半导体Ti O2薄膜的制备方法。

TiO_2薄膜光催化剂的制备及其活性

用活化反应蒸发技术制备了不同附载条件的TiO2 薄膜光催化剂 ,膜厚度在 0 5 μm— 1 2 μm之间 ,经 4 0 0℃退火后用XRD测定其晶型结构 ,发现无定型TiO2 已部分转变为锐钛矿型 .薄膜光催化剂连续使用两次活性会下降 ,用HCl冲洗活性即可恢复 .考察了不同波长的电光源和不同辐射强度的太阳光下两种催化剂薄膜的活性比较 ,结果发现短波长电光源下(2 5 4nm)膜厚度以 0 5 μm最佳 ,而强烈辐射的太阳光下膜厚度以 1 2

TiO_2-SiO_2薄膜的光催化活性和超亲水性能

采用溶胶凝胶法在普通玻璃表面制备了均匀的TiO2 -SiO2 光催化薄膜 ,并研究了SiO2 含量对TiO2 光催化性能和超亲水性能的影响。对罗丹明B的光降解实验表明 ,加入少量的SiO2 可提高TiO2 薄膜的光催化性能 ,过多的SiO2 降低了TiO2 光催化活性。但超亲水性的实验则表明 ,较多的SiO2

杂多化合物薄膜催化异丁烯水合反应

以多孔钛片为支撑体,制备了磷钨杂多化合物薄膜化催化剂,并在膜催化器上进行异丁烯水合反应的研究。结果表明,薄膜化催化剂催化活性高,在原料气流量20.9 mL/h、异丁烯与水摩尔比1:5、反应温度110℃条件下,叔丁醇收率可达78％,且薄膜催化剂的处理极为方便,不污染环境。

TiO_2光催化纳米薄膜的晶化处理

TiO2光催化纳米薄膜在400℃~800℃温区内恒温退火1h^2h,以消除膜内非晶,提高薄膜光催化活性。热处理前后试样的检测结果表明:退火使TiO2薄膜内非晶晶化,晶粒长大,光响应电流增大。随退火温度的升高,TiO2薄膜出现由非晶→锐钛矿→金红石的转变。其中,600℃退火1h的TiO2薄膜为锐钛矿加金红石的混晶结构,光电流密度最大IUV=41.2A/m2,光催化活性最好。

玻璃表面光催化剂薄膜的制备及防雾性能

为达到玻璃表面防雾的目的 ,制备了TiO2 光催化剂薄膜 ,探讨了掺杂金属离子对薄膜防雾性能的影响 .结果表明 ,掺杂金属离子后TiO2 薄膜的防雾性能有所提高 ,其中Cr6+ /TiO2 薄膜的防雾性能较La3+ /TiO2 薄膜更优 .

多孔纳晶TiO_2薄膜光催化剂的研制及其催化性能

采用sol gel法制备了纳米TiO2 溶胶 ,并在制备过程中加入丙烯酸对生成的纳米TiO2 胶体颗粒进行表面修饰 ,该有机包裹膜可有效抑制颗粒在反应、老化及热处理过程中发生团聚 .老化 2 4h后的溶胶加入聚乙二醇作为扩孔剂 ,以载玻片为底材 ,用涂敷法将溶胶负载于玻片表面上 ,经高温焙烧得到与底材结合紧密 ,且具有多孔结构的TiO2 薄膜催化剂 .XRD结果表明 ,薄膜催化剂的晶形为锐钛矿 .对纳晶TiO2 薄膜和粉体TiO2 催化剂光催化降解活性艳红X 3B的性能进行了比较 .在催化剂用量相同的情况下 ,TiO2 粉体催化剂的活性要高于TiO2 薄膜催化剂 ,但TiO2 薄膜催化剂对活性艳红X 3B同样显示出较高的光催化氧化活性 .

金红石/锐钛矿混晶结构的TiO_2薄膜光催化活性

采用磁控溅射法制备出一组金红石/锐钛矿混晶结构的纳米TiO2薄膜催化剂,并通过光催化降解苯酚实验考察该薄膜的催化性能.光催化实验证明,随着催化剂中金红石含量减少,催化剂的光催化活性逐渐提高.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、表面光电压谱(SPS)和原子力显微镜(AFM)结果表明,催化剂为金红石和锐钛矿混晶结构,并随着金红石含量减少,催化剂的表面羟基(OH)和桥氧(—O—)的含量逐渐增加,而且费米能级逐渐提高.表面羟基和桥氧是有利于光催化的"活性物种";费米能级的提高使TiO2/H2O界面处TiO2的表面带弯增大,导致了价带光生空穴参加光催化反应的几率增大,有效地促进了光生载流子的分离;这些因素是催化剂光催化活性逐渐提高的主要原因.

旋转薄膜浆态光催化反应器

在分析现有光催化反应器特点的基础上,提出了一种新型的旋转薄膜式浆态光催化反应器(RFFS)。用商品化光催化剂DegussaP25,以苯酚模型有机物为降解对象,对比了RFFS与传统鼓泡浆态光催化反应器(TBS)的性能,研究了RFFS的光催化性能。结果表明,与传统浆态光催化反应器相比,RFFS具有较高的光催化性能,尤其是能够在较高的光催化剂浓度下运行。在光催化体系的循环流速大于2.7L.min-1、供气流量为1.0L.min-1、催化剂浓度为3.0g.L-1的条件下,RFFS比传统浆态鼓泡光催化反应器的降解速率提高1.6倍。RFFS利用旋转浆态薄膜强化了光催化反应体系的传质,同时提高了体系中光催化剂对光能的利用率,较好地解决了光在传统浆态体系中的传递问题,为开发新型的具有工业应用前景的光催化反应器提供了方案。苯酚在RFFS中的降解动力学符合表观一级动力学模型,理论值与实验结果吻合较好。